JP3906102B2

JP3906102B2 - タイヤ成形用スピンナー装置

Info

Publication number: JP3906102B2
Application number: JP2002066589A
Authority: JP
Inventors: 周吉田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: JP2003266556A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム製タイヤの製造工程において、生カバーを成形するタイヤ成形用スピンナー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム製タイヤの製造工程において、生カバー（グリーンタイヤ）の成形は、成形用ドラム（フォーマー）にプライ（カーカス）を貼り、ビードをセットし、プライを巻き上げした後、トレッドを貼ることにより行われている。
そして、トレッドをプライに完全に密着させるために、円盤状のスピンナーをトレッド面に当接させ押しつけている。
従来のスピンナーは、芯部材の外周面にウレタンを被覆させたものを使用し、ウレタン面をトレッドに圧接させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ウレタンであるステッチャーの当接面は硬度が低いため、押圧力（面圧）が弱まる（小さくなる）という問題点があった。これによりプライとトレッドの間にエアが残り、成形した生カバーを加硫したタイヤには、小さな空洞部（エア残り）が生じ不良品となるおそれがあった。
また、ウレタンがトレッドとの摩擦により発熱し、ウレタン面が変質したり破損してしまい、ステッチャーの寿命が短くなり、ステッチャーの保守・管理に手間がかかるため生産性を低下させてしまうという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、トレッドとプライの密着度を向上させると共に、装置の寿命が長いタイヤ成形用スピンナー装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るタイヤ成形用スピンナー装置は、トレッドの最大厚さが４〜15mmであって成形用ドラムにおいて成形される生カバーに当接するよう進退動作する金属製の円盤状スピンナーを有するタイヤ成形用スピンナー装置であって、上記スピンナーの幅寸法が10〜18mmに設定され、かつ、外径が 110〜150 mmに設定され、さらに該スピンナーの外周面に複数の周溝が形成され、溝面積が該スピンナーの表面積の13〜40％に設定されたものである。
また、上記スピンナーを上記成形用ドラムの軸心方向に二台設けたものである。
また、上記スピンナーの複数の周溝を等間隔に配設したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００７】
本発明に係るタイヤ成形用スピンナー装置は、ゴム製タイヤの製造工程において、生カバー（グリーンタイヤ）を成形する工程において使用されるものであり、図１は、そのタイヤ成形用スピンナー装置と成形用ドラム２の斜視図を示し、図２は、その側面図を示す。
生カバー１の成形は、水平軸心Ｃを回転軸心とする成形用ドラム（フォーマー）２の外周面側にタイヤ用構成部材（帯状ゴム部材等）の貼付等が行われ、成形用ドラム２に外嵌されるよう行われるものである。
【０００８】
タイヤ成形用スピンナー装置は、図１に示すように、成形用ドラム２上の生カバー（グリーンカバー）１のトレッドに円盤状のスピンナー３を接触させ、トレッドとプライ（カーカス）との間の空気を除去し、トレッドをプライに密着させる装置である。
特に本発明で成形される生カバー１は、トレッドの最大厚さが４〜15mmのもので、クロスプライタイヤ（Ｍ／Ｃクロスサイズ）用のものである。
【０００９】
タイヤ成形用スピンナー装置は、図２に示すように、成形用ドラム２において成形される生カバー１（トレッド）に当接するよう進退動作する金属製の円盤状スピンナー３を有するものである。
また、図２においては、成形用ドラム２の下方位置にスピンナー３が配設されており、スピンナー３は図１に示すように、側面３ｂの中心部において連結杆５に連結しており、回転軸心Ｓ廻りに回転可能に取着されている。
即ち、スピンナー３の回転軸心Ｓと成形用ドラム２の軸心Ｃは平行となるよう配設されている。
【００１０】
このスピンナー３は、連結杆５を介して図外の支持本体部に支持されており、支持本体部の第一作動手段により、スピンナー３を生カバー１に押圧するよう構成している。この際、スピンナー３による生カバー１への押圧力は、 0.2〜0.4MPa（ 2.0〜4.0kgf/cm²）に設定されている。また、支持本体部の第一作動手段は、流体（エア）シリンダー形式としており、シリンダーの伸縮動作により、図２の矢印ａと矢印ｂのようにスピンナー３が前進（上昇）・後退（下降）するものである。
【００１１】
また、図２に示すように、スピンナー３は、第一作動手段により成形用ドラム２の軸心Ｃに向かって前進して生カバー１を押圧するため、第一作動手段の作動圧力がそのままスピンナー３の押圧力となり、装置が簡素化できると共に、生カバーへの押圧力の設定が容易となり、スピンナー３による押圧作用を適切に発揮させることができる。
【００１２】
また、図１に示すように、スピンナー３を成形用ドラム２の軸心Ｃ方向に二台設けており、これらスピンナー３，３が、相対的に接近・離間するよう構成されている。即ち、スピンナー３は、図外の支持本体部の第二作動手段により、成形用ドラム２の軸心Ｃ方向へ左右に往復移動可能であり、生カバー１のトレッドを全域（全幅）に渡って当接可能としている。
即ち、スピンナー３は、成形用ドラム２の下方位置から、成形用ドラム２の生カバー１（トレッド）を上向きに押し付けながら水平（左右）方向へ移動して、生カバー１を仕上げることができ、スピンナー３による生カバーの成形作業が効率よく行われる。
【００１３】
スピンナー３の材質は金属製であるが、特に鋼材が使用され、具体的には一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）やステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）といった汎用性のある材質を使用している。従って、スピンナー３の外周面（当接面）３ａの表面状態（表面粗さ）をトレッドの貼付（ステッチ）に関して適切（滑らかで良好）な状態とすることができる。さらに、外周面３ａの硬度を確保でき、上記スピンナー３（図外の第一駆動手段）の押圧力をそのまま、トレッドに与えることができる。
【００１４】
また、スピンナー３は、円盤型（薄円柱型）のローラー部材であり、図３の正面図に示すように、スピンナー３の外周面３ａに複数の周溝４…が形成されている。また、スピンナー３の幅寸法（厚さ）Ｗは10〜18mmに設定され、かつ、外径Ｄは 110〜150 mmに設定されている。
幅寸法Ｗが10mm未満又は18mmより大きい場合、スピンナー３によるトレッドへの押圧環境が不良となり、面圧が適切でなくなる。
【００１５】
周溝４について説明すると、周溝４はスピンナー３の回転方向に連続する（回転方向に形成された）溝で、図３のように独立溝としており、図３において、この独立溝を三条設けている。この周溝４は、金属製のスピンナー３の外周面３ａに工作機械（旋盤等）により容易に形成が可能となる。
また図４の断面図に示すように、これら複数の周溝４…の周溝幅Ｅは同一とし、さらに周溝４…は、所定のピッチ（溝間隔）Ｐで等間隔に配設されたものであり、生カバー１のトレッドへの押圧を均一にすることができる。
なお、本発明においては、周溝４…のピッチＰを２〜４mmとしている。
【００１６】
従って、スピンナー３の外周面３ａは、平面状の当接面７と、周溝４と、が交互に配設された状態となる。
また、周溝４の形状について説明すると、周溝４は、図４に示すように凹型の断面を有し、周溝幅Ｅを 0.5〜1.5mm に、溝深さＨを２〜４mmとしている。なお、周溝幅Ｅはスピンナー３の外周面３ａ（後述する仮想外周面６）における周溝４の幅寸法としている。また、図４は、周溝４の断面形状を矩形としているが、Ｖ字型や溝の底部を円弧形状としてもよい。
【００１７】
周溝４についてさらに説明すると、溝面積Ａがスピンナー３の表面積Ｂの13〜40％に設定されている（13％≦Ａ／Ｂ≦40）。ここで、スピンナー３の表面積Ｂとは、図４に示すように、スピンナー３の外周面３ａにおける面積であり、図４の二点鎖線で示す周溝４が無いとした場合の面一の仮想外周面６の表面積である。従って、仮想外周面６の直径がスピンナー３の外径Ｄとなり、スピンナー３の表面積Ｂは、スピンナー３の幅寸法をＷとすると（π×Ｄ×Ｗ）と表される。
また、溝面積Ａとは、上記仮想外周面６上における複数の周溝４…部分の総面積であり、仮想外周面６のうち周溝４…による欠損面の面積である。従って、溝面積Ａは、周溝幅をＥ、周溝４の条数をＮとすると（π×Ｄ×Ｅ×Ｎ）と表される。
【００１８】
また、上記溝面積Ａとスピンナー３の表面積Ｂの構成比（Ａ／Ｂ）について言い換えると、構成比（Ａ／Ｂ）は、周溝４…の溝幅Ｅの合計（Ｅ×Ｎ）とスピンナー３の幅寸法Ｗとの比となる。従って、構成比は、複数の周溝４…の幅寸法Ｅの合計（ΣＥ：Ｅ×Ｎ）が、スピンナー３の幅寸法Ｗの13〜40％に設定されることとなる。
【００１９】
この構成比について説明すると、溝面積Ａが全体（表面積Ｂ）の13％以下の場合、スピンナー３によるトレッドへの面圧が不足し、エア残りの原因となる。また、溝面積Ａが全体（表面積Ｂ）の40％以上の場合は当接面７の面積が小さくなり、生カバー１（トレッド）表面に押圧跡（爪痕）が大きく生じ、生カバー１加硫成型後、トレッド面に爪痕が残って不良品となる。
【００２０】
【実施例】
次に、本発明のタイヤ成形用スピンナー装置により、生カバー１を成形したタイヤの検査結果について説明する。成形用ドラム２において成形するゴム製タイヤは、サイズが 170／80-15 M/C 77S D404 Nであり、材料として、ケース（カーカス層）はナイロン（商品名）：2100dtexを２枚、ブレーカーはナイロン（商品名）：2100dtexを２枚使用した。また、スピンナーによるトレッドの押圧力は、0.3MPaとしている。
【００２１】
また、タイヤ検査は、スピンナー装置により生カバー成形後、その生カバーを加硫機により加硫を行って完成品としたものを、外観検査し、さらに、タイヤ内部のエアーの残留について截断解体して確認している。さらに、タイヤの検査と同時に、スピンナー３の表面状態を確認している。
【００２２】
タイヤに残留したエアーと、スピンナー３の表面状態（ライフ）の検査結果を表１に示す。なお、表１中の評価について説明すると、各条件（実施例１〜10、比較例１〜11）において、１ロットを100 本のタイヤとして製造している。エアー残りについては、１ロット中２本以上エア残りが発生したものは×とし、１ロット中１本のみエア残りが発生したものは○とし、エア残りが１ロット中０である場合を◎とした。
また、スピンナー３のライフ（寿命）については、成形本数（回数）が1000本（回）以下で破壊されたものは×とし、1001〜2000本以下で破壊されたものは△とし、2001回以上使用してもスピンナー３の機能が失われないものを◎とした。また、ここで言うスピンナー３の破壊とは、周溝４が磨耗して規定値以下の深さとなったり、外周面が変質したものを言う。
なお、夫々のスピンナー３の押圧条件（押圧力等）は、全て同じとしている。
【００２３】
【表１】

【００２４】
実施例１と２は、スピンナー３の材質を金属製（ＳＳ４００）とし、貼付けられるトレッドの厚さを10mmとしている。また、スピンナー３の外径Ｄは 123mm、幅寸法Ｗを15mmとし、溝の数Ｎを三条としている。そして、実施例１の周溝幅Ｅは 1.5mm（周溝４の構成比は30％）とし、実施例２の周溝幅Ｅは 1.0mm（周溝４の構成比は20％）としている。さらに、実施例３〜実施例10において、スピンナー３の材質を金属製（ＳＳ４００）とし、貼付けられるトレッドの厚さを４〜15mm，スピンナー３の外径Ｄを 110〜 150mm，幅寸法Ｗを10〜18mm，そして、周溝４の構成比を13〜40％としている。
【００２５】
表１からも明らかなように、実施例１と実施例２及び実施例３〜10においては、エア残り及びライフともに◎であり、プライとトレッドの間にエアの残留がなくなり、スピンナー３のエア押出作用によりエアが完全に排出されたことがわかる。さらに、使用後のスピンナー３の状態も良好で性能を低下させることがなく、継続して使用可能な状態である。
【００２６】
これに対して、比較例について説明すると、比較例１は、スピンナーの材質をウレタンによるものとし、外周面に実施例１と同様の周溝を形成しているが、エアー残り及びライフとも判定は×であり、面圧不足によるエアーの吐出不足と、寿命に問題があることがわかる。また、比較例２は、材質を硬質プラスチックとし、実施例１と同様の周溝を形成しているが、エア残りが比較例１と比べて若干改善されているが、寿命は短く強度的に充分性能を発揮できるものではないことがわかる。
【００２７】
また、比較例３と比較例４は、スピンナーの材質を実施例と同様にＳＳ４００としているが、貼付けられるトレッドの厚さが夫々３mmと20mmであり、スピンナーによるエア押出作用が充分に発揮されなかったことがわかる。また、比較例３においては、成形用ドラムにおいてプライのジョイント部で特にエアが残り、比較例４においては、スピンナーによる押圧力がプライまで充分に伝わらず、エアが完全に排出されなかった。
【００２８】
比較例５は、周溝を形成しない以外は実施例と同じ条件であり、比較例６は、周溝を設けているが構成比（Ａ／Ｂ）が11％のものである。これらは、周溝によるエアの押出作用が発揮されず、エア残りが生じたもので、比較例６においては、スピンナーの当接面の面積が大きく、面圧が減少したためである。
比較例７は、周溝の構成比（Ａ／Ｂ）が50％のもので、スピンナーの当接面の面積が減少し、面圧が高くなりすぎて局所的にエアが残るものである。
【００２９】
比較例８から比較例11は、周溝の構成比が実施例と略同等であるが、スピンナーの外径、幅寸法が本発明とは異なる条件であり、スピンナーの円盤形状（寸法）がエアの残りの原因となることが、多くの実験結果からわかる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００３１】
（請求項１によれば）スピンナー３の材質を金属製としたため、トレッドとの摩擦及び摩擦熱による変質や破損を防止することができ、スピンナー３の寿命を延ばすことが可能となり、フリーメンテナンスが可能となる。
また、生カバー表面に押圧跡を残すことなく確実にエアを押出すと共にトレッドをプライに密着させることができ、不良品を無くすることが可能となる。
【００３２】
（請求項２によれば）生カバー１の成形が効率化され、生産性を向上させることができる。
【００３３】
（請求項３によれば）生カバー１のトレッドへの押圧を均一にすることができ、全域に渡ってエアを排出すると共に、トレッドをプライに密着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ成形用スピンナー装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】タイヤ成形用スピンナー装置の側面図である。
【図３】スピンナーの正面図である。
【図４】スピンナーの要部断面図である。
【符号の説明】
１生カバー
２成形用ドラム
３スピンナー
３ａ外周面
４周溝
Ａ溝面積
Ｂ表面積
Ｄ外径
Ｗ幅寸法

Claims

トレッドの最大厚さが４〜15mmであって成形用ドラム２において成形される生カバー１に当接するよう進退動作する金属製の円盤状スピンナー３を有するタイヤ成形用スピンナー装置であって、上記スピンナー３の幅寸法Ｗが10〜18mmに設定され、かつ、外径Ｄが 110〜150 mmに設定され、さらに該スピンナー３の外周面３ａに複数の周溝４が形成され、溝面積Ａが該スピンナー３の表面積Ｂの13〜40％に設定されたことを特徴とするタイヤ成形用スピンナー装置。
上記スピンナー３を上記成形用ドラム２の軸心Ｃ方向に二台設けた請求項１記載のタイヤ成形用スピンナー装置。
上記スピンナー３の複数の周溝４を等間隔に配設した請求項１又は請求項２記載のタイヤ成形用スピンナー装置。